常見的建筑和建筑構(gòu)件加固改造工程重點(diǎn)難點(diǎn)的質(zhì)量控制

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1、常見的建筑和建筑構(gòu)件加固改造工程重點(diǎn)難點(diǎn)的質(zhì) 量控制 前言：加固工程是指對有質(zhì)量隱患或安全隱患的已完成的建筑或 建筑構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，使得該建筑物或建筑構(gòu)件能繼續(xù)其使用功能 得以延續(xù)的工程工作。目前常見的建筑和建筑構(gòu)件加固改造工程的主 要方法有植筋法、碳纖維片材結(jié)構(gòu)加固法、粘剛加固法等［10］。加 固改造的質(zhì)量控制是加固改造工程中不可或缺的一個(gè) 重要環(huán)節(jié)，質(zhì)量 控制的好壞直接影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的使用和安全性能，下面針對文中提到 的3種常見的建筑和建筑構(gòu)件加固技術(shù)的質(zhì)量控制要點(diǎn)分別進(jìn)行論述。 1碳纖維片材加固的質(zhì)量控制碳纖維片材結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是采用高 性能樹脂類粘結(jié)材料將碳纖維材料粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件

2、表面，使兩者 共同工作，提高構(gòu)件的承載能力，以達(dá)到對結(jié)構(gòu)和構(gòu)件加固補(bǔ)強(qiáng)的 目的。碳纖維片材具有高強(qiáng)度和自重輕的特點(diǎn)，其施工簡便、迅速 且約束條件少等，在各種結(jié)構(gòu)加固工程中使用較為普遍［8］。使用樹 脂類粘結(jié)材料將碳纖維片材粘貼在構(gòu)件表面，使得片材在構(gòu)件受力時(shí) 與構(gòu)件保持變形協(xié)同，從而提高抗荷載能力。 1.1施工工藝及方法首先選取一塊混凝土其強(qiáng)度和傾斜度與碳 纖維片材相當(dāng)進(jìn) 行相關(guān)工藝試驗(yàn)和材料性能檢驗(yàn)，這樣就可以對碳纖維片材的粘貼質(zhì) 量進(jìn)行檢測，并根據(jù)測試的破壞形式和設(shè)計(jì)正拉粘貼強(qiáng)度要求進(jìn)行相 關(guān)物料指標(biāo)調(diào)整，從而確定施工的技術(shù)要點(diǎn)、控制要點(diǎn)和質(zhì)量檢驗(yàn)、 評定辦法。碳纖維片材加固處理方法

3、比較簡單，其 主要流程為：混凝 土基面處理f涂刷底層樹脂f基面找平處理f粘貼碳纖維片材f碳纖維 片材表面防護(hù)。 1.2質(zhì)量控制 首先檢測碳纖維片材的抗拉強(qiáng)度，并對粘貼材料進(jìn)行粘貼強(qiáng)度 檢驗(yàn)，通過檢驗(yàn)的材料方可使用。碳纖維片材其主要材料性能要求 如下，碳纖維片材的力學(xué)指標(biāo)[9]:彈性模量》2.1 x 105Pa,抗拉強(qiáng)度標(biāo) 準(zhǔn)值》3000MPa伸長率》1.5%。單層碳纖維片材的單位面積碳纖維 質(zhì)量不低于 150g/m2,也不要高于450g/m2。粘 碳纖維片材加固的設(shè)計(jì)計(jì)算，可按 CECSI46:2003《碳纖維片材 加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》4.3條規(guī)定執(zhí)行。設(shè)計(jì)時(shí)，碳纖維片 材的拉

4、應(yīng)力取值應(yīng)按第4.3.2-2.3條確定，其允許拉應(yīng)力滿足下列條 件： 且 若碳纖維片材的 fcfu=3350 MPa , Ecf=2 . 2x 105MPa 貝 U [￡ cf] w0. 0107,取值Min{0 . 0107, 0.01}=0.01，因此，碳纖維片材的允 許拉應(yīng)力[(T cf] w 0.01 x 2.2 x 105=2200 MPa也 就是在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)控 制碳纖維布的最大拉應(yīng)力不得超過2200 MPa。 配套粘貼材料的主要性能指標(biāo)可以參照《機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品用塑料、 涂料、橡膠材料人工氣候加速實(shí)驗(yàn)方法》GT/T14522-93規(guī)定的環(huán)境 條件下進(jìn)行耐久性測試，經(jīng)過2000

5、h加速老化后，按《碳纖維片材 加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS146測定的正拉粘結(jié)強(qiáng)度不應(yīng)明顯 的降低。可以通過小錘檢測碳纖維片材表面與混凝土之間的粘貼質(zhì)量， 并保證其有效粘貼面積不低于 95%［8］。當(dāng) 空鼓面積不大于100cm2時(shí)，可以通過注膠進(jìn)行修補(bǔ)，否者需要 把碳 纖維片材切除，重新粘貼上新的片材，對于新粘貼的碳纖維片材其 長度不應(yīng)小于10cm通過對施工工藝和施工材料的性能 指標(biāo)控制，可 以有效的把碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用于各種建筑的加固，提高建筑整體的 承載能力起到良好的作用。 2植筋技術(shù)及其質(zhì)量控制通常，在混凝土結(jié)構(gòu)的施工工程中偶爾 會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件遺漏的情況，在結(jié)構(gòu)施工完成后需要對結(jié)構(gòu)

6、功能進(jìn)行調(diào)整， 或者在施工后柱、墻、板、梁等承載力不斷增加［6］。在上述情況下， 若對結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行鋼筋的調(diào)整，則施工難度很大，且施工風(fēng)險(xiǎn)增加， 通 常的做法是采用植筋技術(shù)進(jìn)行加固便能取得良好的效果。 2.1植筋技術(shù)原理 植筋技術(shù)是在舊混凝土構(gòu)件上根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，確定所需 鋼筋的數(shù)量、規(guī)格、位置，在舊構(gòu)件上經(jīng)過鉆空、清孔、注入 植筋粘 結(jié)劑，在插入所需鋼筋，使鋼筋與混凝土通過結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)在一起，然 后澆筑新的混凝土，從而完成新舊鋼筋混凝土的有效 連接，達(dá)到共同作用、整體受力的目的。植筋技術(shù)的主要流程為：定 位植筋孔f鉆空f清孔f鋼筋表面處理f注膠f植入鋼筋f養(yǎng)護(hù)固化［5］。 2.2植筋

7、技術(shù)的質(zhì)量控制 在加固施工中植筋施工是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，新種植的鋼 筋 作為新舊混凝土連接的重要紐帶，直接關(guān)系到整體混凝土結(jié)構(gòu)的好壞， 所以對植筋的質(zhì)量控制是非常重要的，根據(jù)實(shí)際施工的經(jīng)驗(yàn)，下面對 植筋技術(shù)的質(zhì)量控制提出幾個(gè)方面的建議。 2.2.1植筋膠的選擇因?yàn)橹步钅z的抗氧化性、長期穩(wěn)定性、耐酸 堿性、耐高溫等特性直接關(guān)系植筋連接的牢固程度和使用時(shí)間。所以 在選擇植筋膠時(shí)一定要根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行選擇，對于特別重要的 結(jié)構(gòu)位置，一定要嚴(yán)格選用符合各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和使用環(huán)境的產(chǎn)品，確 保 植筋膠能夠滿足施工的需要。 以國產(chǎn)的JCT-1型錨固膠為例°JCT-1型分內(nèi)裝A料和B料,A料 為主料

8、，B料為輔料，使用前將A、B料按質(zhì)量比100:( 0.5-2)進(jìn)行 充分混合。通過增減B料的用量,可以控制錨固膠的凝固時(shí)間，一般 為2-4 h,以適應(yīng)使用時(shí)的環(huán)境溫度及所需錨固件的使用要求［7］。結(jié)構(gòu) 膠通常在穩(wěn)定為15-25C，需采用精確的計(jì)量器具進(jìn)行配膠，并分A、 B兩組分別進(jìn)行稱量，混合A、B需強(qiáng)力攪拌，且每次配量要控制在 一定量范圍內(nèi)，以免影響配膠的質(zhì)量，每次配制完成后，需在指定 的時(shí)間內(nèi)使用完。 2.2.2植筋施工的質(zhì)量檢測整個(gè)植筋施工完成后可以隨機(jī)抽取 一定數(shù)量的植筋進(jìn)行檢測U，當(dāng)選用的植筋膠質(zhì)量可靠性無法保障時(shí)，可 以提取一定的植筋膠樣品進(jìn)行破壞性檢測和無損檢測，通過檢測的樣

9、品才可以被用于植筋施工。對于鋼筋錨固強(qiáng)度的檢測，可以使用植 筋膠對不同的鋼筋進(jìn)行檢測，一般采用3根鋼筋作為一組，每組分 別做好記錄，然后通過相關(guān)資質(zhì)單位進(jìn)行檢測，最后出具檢測報(bào)告。 對于錨固強(qiáng)度不夠的鋼筋，予以淘汰，并對不合格的鋼筋做好現(xiàn)場記 錄，并選用合格鋼筋進(jìn)行補(bǔ)筋。植筋通過結(jié)構(gòu)膠與混凝土基材粘接后, 其抗拉、抗剪強(qiáng)度均優(yōu)于鋼筋或螺桿直接預(yù)埋于混凝土中相應(yīng)的強(qiáng)度。 植筋連接的承載力按（ 1）式進(jìn)行計(jì)算： （1） 公式中V A表示錨固連接重要性系數(shù)，1級取1.2,2級取1 1; S 表示錨固連接荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；R表示錨固承載力設(shè)計(jì) 值。 （2） 公式中RK表示錨固承載力標(biāo)準(zhǔn)值，

10、V R表示錨固承載力分 項(xiàng)系 數(shù)，可以在JGJ145-2004 《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》查閱。由于植筋錨固的效果受到 植筋孔大小的影響，一般采用錨固膠覆蓋住鋼筋和基材。被植入鋼筋 的直徑d越大，其錨固膠的覆蓋厚度越大,通過公式：D =d+（4~10） mm進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)植筋在錨固后的抗拔力應(yīng)大于鋼筋的屈服強(qiáng)度標(biāo) 準(zhǔn)值，可得到植筋的埋置深度與植筋的強(qiáng)度、直徑及通過樹脂在混凝 土中粘結(jié)強(qiáng)度的 關(guān)系式： （3） 在公式3中LS表示植筋的有效埋置深度，fev表示基材中的 抗拔粘結(jié)強(qiáng)度，AS表示植筋的截面積，fyk表示植筋的強(qiáng)度標(biāo) 準(zhǔn)值。 D表示植筋的直徑，KY表示分項(xiàng)系數(shù)。植筋深度的計(jì)算

11、公 式 為：La=Ls+(10~20)mm。 2.2.3做好施工過程中的質(zhì)量控制 植筋過程施工人員的技能 會(huì)影響到施工質(zhì)量的好壞，因此選擇一支具有豐富施工經(jīng)驗(yàn)的隊(duì)伍對 施工的質(zhì)量控制起到很好的作用，在施工過程要對植筋的鉆孔的深度、 精度，植筋膠的使用量和鋼筋的表面處理都有進(jìn)行嚴(yán)格檢測和驗(yàn)收， 確保施工質(zhì)量。 植筋施工方便、施工速度快、成本也相對較低，植筋加固可以高 效的節(jié)距新舊混凝土之間的結(jié)合問題，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在加固和擴(kuò)建 等各類建筑工程中。 3粘剛加固及其質(zhì)量控制 粘剛加固由于施工方便，不需要改變結(jié)構(gòu)外形，加固效果也十 分可靠，在混凝土結(jié)構(gòu)加固中已得到十分廣泛的使用。 3.1粘

12、剛施工技術(shù)原理 粘剛加固是采用特制的粘貼劑，將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 的表面，鋼板通過粘膠層傳遞剪應(yīng)力與正應(yīng)力，與混凝土協(xié)調(diào)工作， 從而使得結(jié)構(gòu)提高結(jié)構(gòu)的荷載能力，達(dá)到加固的目的。粘 貼鋼板的主要施工流程為[1]:施工準(zhǔn)備及放樣f粘鋼區(qū)域混凝土表面處 理f探測預(yù)應(yīng)力鋼絞線及鋼筋位置， 鉆孔f清孔，植埋 螺桿f粘貼鋼板現(xiàn)場配套打孔與鋼板粘貼面表面處理f安裝鋼板f封邊 及安裝灌注管f灌注結(jié)構(gòu)膠f鋼板表面防腐處理f驗(yàn) 收。 3.2粘剛加固的質(zhì)量控制 對于粘剛加固的質(zhì)量控制首先應(yīng)對施 工單位的資質(zhì)和施工經(jīng)驗(yàn)等方面進(jìn)行檢查，確保施工單位的組織設(shè)計(jì)、 質(zhì)量保證體系等程序通過審查，并向施工單位提交監(jiān)

13、理程序。下面 對粘剛加固施工重點(diǎn)的質(zhì)量控制進(jìn)行論述。 3.2.1粘剛材料的控制粘剛加固使用的采用主要有鋼板和粘合劑。 首先應(yīng)對鋼板材料的規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢查，且還需 要檢查材料的質(zhì)量保證書、合格證、材料性能、產(chǎn)品說明書以及材料 檢測報(bào)告等［2］。鋼-強(qiáng)度現(xiàn)場檢驗(yàn)一般以圖1所示的方法分別對鋼- 鋼粘結(jié)抗剪和抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)。 (a) 粘結(jié)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn) (b) 粘結(jié)抗拉強(qiáng)度試驗(yàn) 圖1鋼-鋼粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)示意圖 試驗(yàn)材料要采用與實(shí)際使用材料相同的號(hào)進(jìn)行測試，其尺寸為 20mM 70mm相互塔接粘結(jié)長度為15mm塔接面積 S1=15mm20mm作拉伸試驗(yàn)直到粘結(jié)面脫離為止。其拉力為

14、 N, 則粘結(jié)抗剪強(qiáng)度為f仁N/S。作粘結(jié)抗拉強(qiáng)度使試驗(yàn)的試樣可采用2 個(gè)0 25鋼件(圖1 ( b)所示)對粘并做拉伸試驗(yàn)。到粘結(jié)面脫離，其粘 結(jié)強(qiáng)度為f2=N/S2,其中S2為0 25粘結(jié)面面積，S2=( n X 255)/4(mm2)。 鋼-鋼粘結(jié)抗拉、剪強(qiáng)度試驗(yàn)各3件，試驗(yàn)結(jié)果f1、f2的值均大于 或等于該粘結(jié)劑相對應(yīng)的規(guī)定值。當(dāng)其中一項(xiàng)或二項(xiàng)不合格，應(yīng)采取 雙倍抽樣檢驗(yàn)，直到合格后才可以使用。 3.2.2混凝土粘合面的控制混凝土構(gòu)件表面處理關(guān)系到粘剛加 固的質(zhì)量，是在施工過程 中要嚴(yán)格控制的一個(gè)重點(diǎn)。首先做好混凝土表面的清理工作，最 好 使用脫脂棉蘸丙酮擦拭，舊混凝土構(gòu)件應(yīng)使外

15、面一層完全脫落，露出 新的表面，新混凝土應(yīng)使表面完全清潔［3］，這樣混凝土表面具有良 好的親和力。做好混凝土表面的清潔工作后，接下來要使混凝土表 面完全干燥，在環(huán)境濕度較大情況下，應(yīng)使用干燥設(shè)備進(jìn)行干燥， 直到表面符合施工要求方可進(jìn)行粘貼。 3.2.3鋼板表面處理和粘合劑的控制鋼板表面通過粘合劑與構(gòu) 件粘合，所以其表面處理也同混凝 土構(gòu)件表面處理同等重要。要檢查鋼板表面的銹跡，并進(jìn)行打磨除 銹處理，打磨時(shí)打磨紋路的方向應(yīng)與鋼板受力方向垂直，且打磨粗 糙度越大越有利于粘合，打磨完后并使用丙酮進(jìn)行擦拭，等表面干 燥后方可進(jìn)行粘合［4］。粘合劑的使用，應(yīng)按照粘合劑的 使用說明，按照規(guī)定的比例調(diào)

16、配好，在粘合劑的使用過程中應(yīng)嚴(yán) 格 控制好使用時(shí)間，一般來說，在夏季40分鐘內(nèi)應(yīng)使用完，冬季在60 分鐘內(nèi)使用完，超過使用時(shí)間的粘合劑不能在使用。 3.2.4 粘貼過程的控制 在粘貼鋼板前，首先應(yīng)卸載加固構(gòu)件的荷載，在粘貼鋼板時(shí)，應(yīng) 檢測鋼板邊緣是否有膠液被擠出，這樣是為了避免鋼板在某些區(qū)域粘 合劑出現(xiàn)空鼓。在鋼板粘貼后應(yīng)適當(dāng)加壓進(jìn)行固定，且加 壓是平整 均勻，確保鋼板與構(gòu)件完全粘合。在鋼板粘合結(jié)束后，應(yīng)禁止在鋼板 上在進(jìn)行任何作業(yè)，直到鋼板完全固定后，才可以進(jìn)行其他施工。 3.2.5質(zhì)量的控制施工 在進(jìn)行以上質(zhì)量控制施工時(shí)，一定要制定詳細(xì)的施工技術(shù)措施， 在施工過程中建立和完善質(zhì)量日

17、記和質(zhì)量跟蹤制度，針對可能出現(xiàn)的 突發(fā)事故制定質(zhì)量和安全事故應(yīng)急預(yù)案。在施工前學(xué)習(xí)規(guī)程、規(guī)范， 進(jìn)行特殊工藝操作技術(shù)培訓(xùn)，“誰施工，誰負(fù)責(zé)，誰主管，誰負(fù)責(zé)”。 4結(jié)語 本文主要論述3種加固改造技術(shù)的質(zhì)量控制，在碳纖維片材加 固技術(shù)中，首先應(yīng)選擇好符合要求的纖維片材，根據(jù)相關(guān)規(guī)程做好 碳纖維片材的受力分析和混凝土表面清理工作，最需要對粘貼進(jìn)行檢 測；植筋加固技術(shù)中植筋和植筋膠的選擇和使用至關(guān)重要，同時(shí)也需 要做好植筋進(jìn)行受力分析和植筋孔的清潔工作；粘鋼加固時(shí)首要做好 鋼板和混凝土的表面處理工作，對粘鋼材料的選擇，必須做鋼-鋼 粘接抗拉和抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，另外粘鋼是一項(xiàng)細(xì)致的工作，工作人員需 要有一定的工作經(jīng)驗(yàn)和耐心。